JPH01250073A - Multichannel thermistor type anemoscope - Google Patents

Multichannel thermistor type anemoscope

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JPH01250073A
JPH01250073A JP63074679A JP7467988A JPH01250073A JP H01250073 A JPH01250073 A JP H01250073A JP 63074679 A JP63074679 A JP 63074679A JP 7467988 A JP7467988 A JP 7467988A JP H01250073 A JPH01250073 A JP H01250073A
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wind
thermistor
wind speed
temperature
signal
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Hirobumi Sonoda
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Abstract

PURPOSE:To accurately take a measurement without disordering a flow of wind by arranging a thermistor for wind temperature detection at the peak part of a pyramidal holding member and thermistors for wind velocity detection at side parts, and measuring the velocity, direction, and temperature of the wind with detection signals from plural positions of said holding member. CONSTITUTION:The wind temperature detecting thermistor 1 is arranged at the peak part of the nearly pyramidal holding member 5 and the wind velocity detecting thermistors 2a-2b are arranged at four base sides of said member 5 to constitute a pyramid sensor 10. Many sensors 10 like this are provided and each sensor is set for one channel; and a wind velocity signal and a wind direction signal are outputted with the signals of the sensors 10 and those signals are inputted to an anemoscope control circuit together with signals outputted by other sensors 10 to detect the direction, velocity, and temperature of the wind.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、サーミスタを用いて構成する風向計のうち、
直熱一定電流型サーミスタ式風向計に関し、特に、複数
個のピラミッドセンサーを用いて測定したデータにもと
づいて、風向や風速等を検知出来るようにする多チャン
ネルサーミスタ式風向計に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention provides a wind vane constructed using a thermistor.
The present invention relates to a direct heating constant current type thermistor type wind vane, and in particular to a multi-channel thermistor type wind vane that can detect wind direction, wind speed, etc. based on data measured using a plurality of pyramid sensors.

(従来の技術) 一般に空気等のような流体の流れる速度、つまり、風速
等を測定するためには、風見穴に代表されるように、垂
直軸のような機械的な回転軸を持ち、風圧によって回転
されることによって風向を示すものが用いられる場合が
多い。また、その風見穴に風車を設けて、その風車の回
転数が風速に比例することにより、風速も同時に表示出
来るようにする手段等が用いられる。
(Prior art) Generally, in order to measure the flow velocity of a fluid such as air, that is, wind speed, etc., a mechanical rotating axis such as a vertical axis, as typified by a weather vane, is used to measure the wind pressure. In many cases, devices that indicate wind direction by being rotated are used. Further, a means is used in which a windmill is installed in the weather vane so that the number of rotations of the windmill is proportional to the wind speed, so that the wind speed can also be displayed at the same time.

前述したような装置とは別に1、比較的高速度で流れる
空気流等に対しては、ピトー管等の装置が用いられるこ
とがあり、この装置の場合には、風速を2乗した値が、
圧力に比例するという原理を利用している。
Apart from the devices mentioned above, devices such as pitot tubes are sometimes used for air flows flowing at relatively high speeds, and in the case of this device, the value of the square of the wind speed is ,
It uses the principle that it is proportional to pressure.

上記したような従来より一般的に用いられている風速、
風向計等の装置は、比較的容易に風速等を測定出来るも
のであり、比較的正確な測定値を得ることが出来るもの
である。
Wind speeds commonly used as described above,
Devices such as wind vanes are devices that can relatively easily measure wind speed and the like, and can provide relatively accurate measured values.

しかし、上記したような一般的な測定装置によって得ら
れる値は、ある一定時間内での風速の平均値であり、瞬
間的な風速、あるいは、非常に知い時間内での風速の変
化を測定することは出来ないものである。これに加えて
、機械的な作動部材を有する装置の場合には、耐久性に
問題を有するものであるとともに、軸の摩擦等の影響に
よって、微小な流れの測定を行い得ない等の欠点がある
However, the value obtained by the general measuring device mentioned above is the average value of the wind speed within a certain period of time, and it does not measure the instantaneous wind speed or the change in wind speed within a very short period of time. It is impossible to do so. In addition, in the case of devices that have mechanical operating members, there are problems with durability and disadvantages such as the inability to measure minute flows due to effects such as shaft friction. be.

これに対して、非常に短い時間内での風速の変化等を測
定する方法として、熱線風速計等が多く用いられている
。この熱線風速計は、サーミスタを用いており、そのサ
ーミスタの抵抗値が温度によって変化することを利用し
ている。そして、上記したような風速尉においては、ブ
リッジ回路に組込んだサーミスタに流れる電流の変化を
測定することによって、容易に測定値を得ることが出来
るしのとされる。
On the other hand, hot wire anemometers and the like are often used as a method of measuring changes in wind speed, etc. within a very short period of time. This hot wire anemometer uses a thermistor, and takes advantage of the fact that the resistance value of the thermistor changes depending on the temperature. In order to measure the wind speed as described above, a measured value can be easily obtained by measuring the change in the current flowing through a thermistor incorporated in the bridge circuit.

また、上記したようなサーミスタを用いる風速計は、単
に、空気等のようなガス状の流体にのみ適用されるもの
ではなく、水や油等のような流体の流速を測定する手段
として用いることが可能であり、多くの種類の流体に適
用することが出来るものとなっている。
Furthermore, anemometers using thermistors as described above are not only applicable to gaseous fluids such as air, but can also be used as a means of measuring the flow velocity of fluids such as water and oil. is possible and can be applied to many types of fluids.

(発明が解決しようとする問題点) 上記したようなサーミスタを用いた風速耐にJ5いては
、それに使用される勺−ミスタの抵抗値が、温度によっ
て変化するという特性があり、その温度による抵抗値の
変化の影響を除くための装置を設けている。
(Problem to be Solved by the Invention) Regarding the wind speed resistance J5 using a thermistor as described above, there is a characteristic that the resistance value of the thermometer used therein changes depending on the temperature, and the resistance value depending on the temperature A device is provided to eliminate the effects of value changes.

この装置として、流体の流れによる湿度の変化の測定部
分とは別に、温度計測手段を設けており、その温度計測
手段によって得られた温度変化を制御装置に入力し、そ
の値に応じて、流速測定部分からの入力値を補正するよ
うなf段が用いられる。
This device is equipped with a temperature measurement means separate from the part that measures changes in humidity due to fluid flow.The temperature change obtained by the temperature measurement means is input to the control device, and the flow rate is adjusted according to the value. An f-stage is used that corrects the input value from the measurement section.

また、前記したような温度計測手段としては、サーミス
タが一般的に用いられている。
Furthermore, a thermistor is generally used as the above-mentioned temperature measuring means.

しかしながら、上記したような従来のサーミスタ式流速
計において、ブリッジ回路による回路を設ける場合には
、温度補正用の素子として、比較的熱容gの大きいもの
を用いることが必要である。
However, when a bridge circuit is provided in the conventional thermistor current meter as described above, it is necessary to use an element with a relatively large heat capacity g as a temperature correction element.

また、流速検出用のサーミスタは、比較的感度の高いも
のを用いることが必要であるために、それ等の全てのサ
ーミスタとして、同一規格のサーミスタを使用すること
が出来ず、各々の特性に応じたサーミスタを使用しなけ
ればならないという問題がある。
In addition, since it is necessary to use a relatively highly sensitive thermistor for detecting flow velocity, it is not possible to use thermistors of the same standard for all such thermistors, and it is necessary to use them according to the characteristics of each. The problem is that a thermistor must be used.

したがって、上記したような理由によって、2つの測定
部分に各々性能の異なるサーミスタを用いるとともに、
それぞれに対応した制御回路を組込むことが必要であり
、それ等の理由によって、センサー装置の形状が大型化
するという欠点があった。
Therefore, for the reasons mentioned above, thermistors with different performances are used in the two measuring parts, and
It is necessary to incorporate control circuits corresponding to each, and for these reasons, there is a drawback that the shape of the sensor device becomes large.

また、上記したような従来のサーミスタを用いる装置に
代えて、第8図に示されるように、正方形状の熱絶縁基
板41上の4つの辺に、白金anりによる風向検知部材
43.43・・・・・・を設けるとともに、その基板4
1の中央部に風温検知部材42を配置して、フローセン
サー40を構成したものが用いられる場合がある。
In addition, instead of the above-mentioned device using a conventional thermistor, as shown in FIG. . . . as well as the substrate 4
A flow sensor 40 configured by arranging an air temperature detection member 42 in the center of the flow sensor 1 may be used.

そして、上記したようなセンサーにおいては。And for sensors like the ones mentioned above.

白金簿膜を発熱させることによって、相対する素子の抵
抗値をブリッジ回路によって比較し、風向を検知するよ
うにされている。
By generating heat in the platinum film, the resistance values of opposing elements are compared using a bridge circuit to detect the wind direction.

しかしながら、上記したような従来の装置においては、
白金薄膜を使用しており、その測定感度が悪いために、
その制御装置の回路構成が複雑になり、電磁ノイズ等に
弱いという欠点がある。
However, in the conventional device as described above,
Because it uses a platinum thin film and its measurement sensitivity is low,
The disadvantage is that the circuit configuration of the control device is complicated and it is susceptible to electromagnetic noise.

また、風温検知部材42と対向して風速検知素子が同一
平面に設けられており、それ等の素子が相互に熱の影響
を受けやすい構造であるために、測定誤差が大きくなる
という問題がある。それに加えて、上記したようなセン
サーを製造するためには、その製造装置が大がかりにな
る等の問題も発生する。
Further, since the wind speed sensing element is provided on the same plane facing the wind temperature sensing member 42, and these elements are easily influenced by heat, there is a problem of large measurement errors. be. In addition, in order to manufacture the above-mentioned sensor, problems such as the need for large-scale manufacturing equipment arise.

(発明の目的) 本発明は、上記したような従来より用いられている装置
の欠点を解潤するもので、構成が簡単であるとともに、
風向センサー自体が空気等の流れを乱すことがなく、狭
い空間内で風向、風温、風速を精度良く測定出来るよう
な装置を得ることを目的としている。
(Objective of the Invention) The present invention solves the drawbacks of conventionally used devices as described above, and has a simple configuration.
The purpose of this invention is to obtain a device that can accurately measure wind direction, wind temperature, and wind speed in a narrow space without the wind direction sensor itself disturbing the flow of air, etc.

(問題点を解決するための手段およびnm)本発明の多
チャンネルサーミスタ式風向計は、略ピラミッド状の保
持部材に対して、その頂部に風温検出サーミスタを、側
部に複数個の風速検出サーミスタをそれぞれ配置して設
け、それぞれのセンサーにより検知された値を風向計の
検出回路に入力し、I!IW検出サーミスタの信号と、
複数個の風速検出サーミスタからの信号との処理を行い
、風速信号と風向信号との2つの信号を出力させるよう
に構成し、前記ピラミッドセンサーを多数配置して、そ
れぞれのピラミッドセンサーによって得られる風速信号
と風向信号とを、風向計の制御装置に順次入力させるよ
うにすることによって、風向、風速、風温の3種類のデ
ータを得て、表示部に表示出来るように構成してなる装
置である。
(Means for Solving the Problems and nm) The multi-channel thermistor type wind vane of the present invention has a substantially pyramid-shaped holding member with a wind temperature detection thermistor on the top and a plurality of wind speed detection on the sides. Thermistors are arranged and provided, and the values detected by each sensor are input to the wind vane detection circuit, and I! IW detection thermistor signal,
It is configured to process signals from a plurality of wind speed detection thermistors and output two signals, a wind speed signal and a wind direction signal, and by arranging a large number of the pyramid sensors, the wind speed obtained by each pyramid sensor is This device is configured so that three types of data, wind direction, wind speed, and wind temperature, can be obtained and displayed on the display unit by sequentially inputting the signal and the wind direction signal to the control device of the wind vane. be.

また、本発明のセンサーは、直熱一定電流型サーミスタ
式流速計を用いるもので、ピラミッド状の保持部材に対
して、4個の風速検出サーミスタを各辺に対応させて配
置し、1個の風温検出サーミスタを頂部に設けているも
ので、そのような組合せ部材を1つのチャンネルの風向
センサーとして構成している。
In addition, the sensor of the present invention uses a directly heated constant current type thermistor type current meter, in which four wind speed detection thermistors are arranged corresponding to each side of a pyramid-shaped holding member, and one A wind temperature detection thermistor is provided at the top, and such a combination member is configured as a single channel wind direction sensor.

そして、前記したようなサーミスタにより構成されたセ
ンサーを多数配置するとともに、各々のチャンネルのそ
れぞれのサーミスタ毎に、風速または風温の検出回路を
設けている。そして、これ等の出力信号を、各チャンネ
ル毎に1つの風温信号と4つの風速信号として、2種類
の信号線に分けて順番に出力し、風向計における風速と
風温とのそれぞれの信号処理回路に入力し、その風向計
により処理された信qを、表示部にグラフまたは、数字
等によって表示することが出来るようにしている。
A large number of sensors composed of thermistors as described above are arranged, and a wind speed or wind temperature detection circuit is provided for each thermistor of each channel. Then, these output signals are divided into two types of signal lines and output in order as one wind temperature signal and four wind speed signals for each channel, and the wind speed and wind temperature signals at the wind vane are output in order. The signal q input to the processing circuit and processed by the wind vane can be displayed on the display section in the form of a graph or numbers.

したがって、本発明の多チャンネルサーミスタ式風向計
においては、機械的な回転部材等を有していないために
、耐気性があり、サーミスタの感度が高いことより、微
弱な流れを良好な状態で測定することが出来るものであ
る。
Therefore, since the multi-channel thermistor type wind vane of the present invention does not have mechanical rotating members, it is air resistant, and the thermistor has high sensitivity, so it can measure weak flows in good conditions. It is something that can be done.

また、本発明の多チャンネルサーミスタ式風向計は、回
路の構成が簡素化出来るものであるとともに、電磁ノイ
ズ等の外部雑音の影響を受けにくいものであり、ピラミ
ッド状の保持部材に設けるサーミスタを同一規格のもの
で構成することが出来、センサーを小型化出来るものと
なる。
In addition, the multi-channel thermistor type wind vane of the present invention has a simplified circuit configuration, is less susceptible to external noise such as electromagnetic noise, and the thermistor provided on the pyramid-shaped holding member is the same. It can be constructed from standard materials, and the sensor can be made smaller.

(実施例) 図示された例に従って、本発明の多チャンネルサーミス
タ式風向計の構成を説明する。
(Example) The configuration of a multi-channel thermistor type wind vane of the present invention will be explained according to the illustrated example.

第1図に示されるように、本発明のピラミッドセンサー
10は、略ピラミッド状の保持部材5に対して、モの頂
部に風温検出サーミスタ1を配置し、その保持部材の4
つの底辺に、それぞれ風速検出サーミスタ2a、2b・
・・・・・を配置している。
As shown in FIG. 1, the pyramid sensor 10 of the present invention has an air temperature detection thermistor 1 disposed at the top of a substantially pyramid-shaped holding member 5, and 4
Wind speed detection thermistors 2a, 2b and
...is placed.

そして、前記保持部材5の下部に設けたスペーサ6を、
測定装置のフレームから突出して設けた支持部材7に取
付け、風速等を測定する場所にセットすることが出来る
ようになっており、そのピラミッドセン勺−10の各サ
ーミスタから、風向計の検出回路に信号を送るための信
号線を設けている。
Then, the spacer 6 provided at the lower part of the holding member 5 is
It can be attached to a support member 7 protruding from the frame of the measuring device and set in a place where wind speed, etc. is to be measured. A signal line is provided to send signals.

本発明の多チャンネルサーミスタ式風向計においては、
上記したようなピラミッドセンサー10を多数設けてい
て、各ピラミッドセンサーを1つのチャンネルとして設
定し、多くのチャンネルからの測定値を、順次風速検出
回路に入力して、それらのセンサーからの検知情報によ
って、風向、風速、および、風温等の情報を装置の表示
部に出力させることが出来るようになっている。
In the multi-channel thermistor type wind vane of the present invention,
A large number of pyramid sensors 10 as described above are provided, and each pyramid sensor is set as one channel, and the measured values from many channels are sequentially input to the wind speed detection circuit, and the detected information from those sensors is used. Information such as wind direction, wind speed, and wind temperature can be output to the display section of the device.

第2図に示されるグラフは、本発明の装置における風向
笠の測定データの例を示すもので、ピラミッドセンサー
10をN−8の各方向に正確に位置決めしておき、風の
方向がE方向からの場合に、そのピラミッドセンサーの
各風速検出サーミスタによって検知される値が、N、S
方向に強く現れる状態を示している。
The graph shown in FIG. 2 shows an example of the measurement data of the wind direction shade in the device of the present invention. The pyramid sensor 10 is accurately positioned in each direction N-8, and the wind direction is the E direction. , the values detected by each wind speed detection thermistor of the pyramid sensor are N, S
It shows a state that strongly appears in the direction.

上記したような測定結果を第3図に示されるような構成
の制御装置に入力し、その制御S@の信号処理回路によ
って、所定の処理のII fIを行うようにするもので
ある。
The above-mentioned measurement results are input to a control device having a configuration as shown in FIG. 3, and a predetermined process II fI is performed by the signal processing circuit of the control S@.

この第3図に示される本発明の制御回路において、多数
個設けられるピラミッドセンサー10・・・・・・の信
号は、各ピラミッドセンサーに対応するチャンネル1.
2.3・・・・・・nから、風向計20に人力される。
In the control circuit of the present invention shown in FIG. 3, signals from a large number of pyramid sensors 10 are transmitted to channels 1.
From 2.3...n, the wind vane 20 is manually operated.

この風向計20は、各チャンネルに対応して配置される
検出回路21から、スキャナー回路22に入力され、該
スキャナー回路22から風速と風温との信号として、以
下の増幅回路24.27に向けて出力される。
This wind vane 20 receives input from a detection circuit 21 arranged corresponding to each channel to a scanner circuit 22, and from the scanner circuit 22, signals of wind speed and wind temperature are sent to the following amplifier circuits 24 and 27. is output.

本発明の風向if 20の制御回路においては、前記増
幅回路24.27にリニアライザ25.28を接続し、
それらの各信号をマルチプレクサ29を介してA/D変
換回路30に出力し、A/D変換回路30からR823
2C変換回路31を経て、パーソナルコンピュータ32
に入力し、該パーソナルコンピュータ32から表示部に
対してグラフ信号、または、数値信号の7ウトブツトデ
ータとして、風向、風速、および、風温が出力されるよ
うになっている。
In the wind direction if 20 control circuit of the present invention, a linearizer 25.28 is connected to the amplifier circuit 24.27,
Each of those signals is outputted to the A/D conversion circuit 30 via the multiplexer 29, and from the A/D conversion circuit 30, R823
Through the 2C conversion circuit 31, the personal computer 32
The wind direction, wind speed, and wind temperature are output from the personal computer 32 to the display section as output data in the form of a graph signal or numerical signal.

本発明の上記した制御回路において、0?I記検出回路
21には、各センサーのチャンネルに対応して、それぞ
れのチャンネルから入力される信号を、各々のチャンネ
ルに対応する検出回路が処理するように構成されている
もので、該検出回路によって処理された検知信号をスキ
ャナー回路22に向けて出力する。
In the above control circuit of the present invention, 0? The detection circuit 21 described in I is configured such that a detection circuit corresponding to each channel processes a signal input from each channel corresponding to the channel of each sensor. The detected signal processed by the scanner circuit 22 is outputted to the scanner circuit 22.

検出回路: 検出回路21は、温度測定回路と、流速測定回路とから
構成されるもので、増幅回路24.27、および、14
 m補正回路26と、リニアライザ25.28とともに
、センサーからの検知値の処理の動作を行うようになっ
ている。
Detection circuit: The detection circuit 21 is composed of a temperature measurement circuit and a flow rate measurement circuit, and includes amplifier circuits 24, 27, and 14.
Together with the m correction circuit 26 and the linearizers 25 and 28, it processes the detected values from the sensor.

そして、温度測定回路においては、風温測定用サーミス
タの温度による抵抗値の変化を、電圧信号として変換し
、その温度表示のみでなしに、風速測定用のセンサーの
温度依存性をも補正出来るようにされている。
In the temperature measurement circuit, the change in resistance value due to temperature of the thermistor for wind temperature measurement is converted into a voltage signal, and it is possible to correct not only the temperature display but also the temperature dependence of the sensor for wind speed measurement. It is being done.

また、これらの回路には、定電圧電源に接続される定電
流回路と、暴準電圧回路、および、III温測定用サー
ミスタの測定値が入力されるブリッジ回路等が設けられ
ている。
Further, these circuits are provided with a constant current circuit connected to a constant voltage power supply, a normal voltage circuit, a bridge circuit into which the measured value of the III temperature measuring thermistor is inputted, and the like.

風速測定回路は、流速ゼロ点補正回路、増幅回路27、
風温補正回路26、および、リニアライザ28等により
構成されるもので、風速検出サーミスタからの測定値は
サーミスタの負性抵抗領域における流速感度−温度特性
の関係にもとづいて、温度に対応する出力電圧が得られ
、その出力電圧に対して補正係数を掛算することによっ
て、周囲温度に影響されない信号を出力することが出来
ろようになっている。
The wind speed measurement circuit includes a flow speed zero point correction circuit, an amplifier circuit 27,
It is composed of a wind temperature correction circuit 26, a linearizer 28, etc., and the measured value from the wind speed detection thermistor is calculated as an output voltage corresponding to the temperature based on the relationship between flow speed sensitivity and temperature characteristics in the negative resistance region of the thermistor. is obtained, and by multiplying the output voltage by a correction coefficient, it is possible to output a signal that is not affected by the ambient temperature.

スキャナー回路およびコントロール回路;スキャナー回
路22は、n×5(チャンネルの数とり一ミスタセンサ
ーの数)のデジタル制御が可能な差動入力型のC−MO
Sスイッチ群と、風温信号と風速信号とを判別する同一
規格のC−Mo5スイッチ1組とで構成される。
Scanner circuit and control circuit: The scanner circuit 22 is a differential input type C-MO capable of digital control of n×5 (number of channels plus number of mister sensors).
It is composed of a group of S switches and a set of C-Mo5 switches of the same standard that discriminate between wind temperature signals and wind speed signals.

そして、これ等の各スイッチの動作は、コントロール回
路23によってデジタル制御が行われ、それぞれのスイ
ッチのオン・オフの制御の動作が行われる。
The operation of each of these switches is digitally controlled by the control circuit 23, and the on/off control operation of each switch is performed.

また、上記したスキャナー回路22からの出力は、前記
ピラミッドセンサーの各センサーに対応して、風温デー
タ、風速データ1.2.3.4の順序で、チャンネル1
から順次行われ、次いで、チャンネル2、チャンネル3
・・・・・・から次々と出力されるものとなる。
Further, the output from the scanner circuit 22 described above is transmitted to channel 1 in the order of wind temperature data and wind speed data 1.2.3.4 corresponding to each sensor of the pyramid sensor.
Then, channel 2, channel 3
...... will be output one after another.

マルチプレクサ: マルチプレクサ29は、スキャナー回路22によって分
類された風温信号と、)ぶ速信号とを、再度同一の信号
線に合流さt!、A/D変挽回路30に向けて出力する
ための回路である。
Multiplexer: The multiplexer 29 combines the wind temperature signal classified by the scanner circuit 22 and the speed signal into the same signal line again. , is a circuit for outputting to the A/D conversion circuit 30.

A/D変換回路; A/DI換回路30においては、マルチプレクサ2つで
合流されたアナログ信号を、10ビツトのデジタル信号
(パラレル)に変換して、R8232C変換回路31に
向けて出力する。
A/D conversion circuit; In the A/DI conversion circuit 30, the analog signals combined by the two multiplexers are converted into a 10-bit digital signal (parallel) and outputted to the R8232C conversion circuit 31.

R8232C変換回路: このR8232C変換回路31は、市販のものを用いる
ことが出来、△/D変換回路から出力される10ビツト
のパラレル信号を、R8232Cでシリアル信号に変換
し、マイクロコンビエータ32に向けて出力する。
R8232C conversion circuit: This R8232C conversion circuit 31 can be a commercially available one, and converts the 10-bit parallel signal output from the Δ/D conversion circuit into a serial signal using the R8232C, and sends it to the micro combiator 32. and output it.

バーンナルコンピュータ; 本発明の多チャンネルサーミスタ式風向組用に設定され
たプログラムにしたがって、入力されたデータの処理の
動作を行うように構成される。すなわち、ピラミッドセ
ンサーの4つの風速検出センサーをNSE、S、Wとし
、そのぞれのセンサーからの風速データをn、e、s、
wとすると、次のような手順によって風向が求められる
Vernal computer; configured to process input data according to a program set for the multi-channel thermistor type wind direction set of the present invention. That is, the four wind speed detection sensors of the pyramid sensor are NSE, S, W, and the wind speed data from each sensor is n, e, s,
Assuming w, the wind direction can be found by the following procedure.

(1) 風速値の大きい順に並べる。(1) Arrange in descending order of wind speed value.

(2) 象限を判別する。(2) Determine the quadrant.

大きい風速検出サーミスタの位置が、N−+W→S−+
Eのサイクルで隣合っている場合、ア) EとNの場合
・・・・・・第1象限イ) NとWの場合・・・・・・
第2象限つ) WとSの場合・・・・・・第3象限工)
 SとEの場合・・・・・−第4象限ただし、大きい2
つの風速検出サーミスタの位置が、N−+W−8−+E
の勺イクルで隣合っていない場合には、3番目に大きい
値の位置を無条件に風向としC設定する。
The position of the large wind speed detection thermistor is N-+W→S-+
If they are adjacent in E's cycle, a) In the case of E and N... 1st quadrant B) In the case of N and W...
2nd quadrant) In the case of W and S...3rd quadrant)
In the case of S and E...-4th quadrant, however, large 2
The positions of the two wind speed detection thermistors are N-+W-8-+E
If they are not adjacent to each other, the position with the third largest value is unconditionally set as the wind direction.

(3)第4図に示されるようにして、 α= (e+w)/ (n+s>なる風向係数αを計口
する。
(3) As shown in Fig. 4, calculate the wind direction coefficient α such that α=(e+w)/(n+s>).

ただし、第1および第3象限の場合、前記αを1/α−
(n+s)/ (e+w)とすると、各象限において、
O〜90’の角度範囲において、第5図に示されるグラ
フのように、同一特性の係数αを得ることが出来る。
However, in the case of the first and third quadrants, the above α is 1/α−
If (n+s)/(e+w), in each quadrant,
In the angular range from 0 to 90', coefficients α having the same characteristics can be obtained as shown in the graph shown in FIG.

したがって、各象限における風向角度θは、θ=f(α
)+CI    C1:補正係数によって得ることが出
来る。
Therefore, the wind direction angle θ in each quadrant is θ=f(α
)+CI C1: Can be obtained by correction coefficient.

また、風速値の算出は、上記(1)の式で並べ変えた出
力値のうち最大値をとれば、±20%程度の精度を得る
ことが出来るが、風向角度θが得られているので、次の
式によ る風向補正が可能である。
In addition, when calculating the wind speed value, it is possible to obtain an accuracy of about ±20% by taking the maximum value of the output values rearranged using the above formula (1), but since the wind direction angle θ is obtained, , the wind direction can be corrected using the following formula.

ff1l値: V=VHax + (V (θ)+02
)vHaX:4つの風速値の最大値 C2:補正係数 上記したように、本発明の多チャンネルサーミスタ式風
向]は、直流一定電流型サーミスタ式流速計を風速計と
して応用するものであり、4個の風速検出サーミスタ2
と、1個の風温検出サーミスタ1とをピラミッド状の保
持部材5の頂部と、底の4つの辺の部分にそれぞれ取付
け、ピラミッドセンサーを形成している。
ff1l value: V=VHax + (V (θ)+02
) vHaX: Maximum value of four wind speed values C2: Correction coefficient As mentioned above, the multi-channel thermistor type wind direction of the present invention is an application of a DC constant current type thermistor type current meter as an anemometer; Wind speed detection thermistor 2
and one wind temperature detection thermistor 1 are attached to the top and four sides of the pyramid-shaped holding member 5, respectively, to form a pyramid sensor.

そして、多数のピラミッドセンサーをそれぞれの1つの
チせンネルとして設定し、それ等のセンサーの検知値を
検出回路21を介してスキャナー回路22に入力し、コ
ントロール回路23によりコントロールされるスキャナ
ー回路22で、C−MO,Sスイッチにより各ピラミッ
ドセンサーからの風速と風温との、それぞれのサーミス
タからの信号を処理する。
Then, a large number of pyramid sensors are each set as one channel, and the detected values of those sensors are inputted to the scanner circuit 22 via the detection circuit 21, and the scanner circuit 22 controlled by the control circuit 23 , C-MO, S switches process the wind speed and wind temperature signals from each thermistor from each pyramid sensor.

・前記各チャンネルからの信号は、2つの信号線で順番
に出力され、1つの風温信号は、増幅回路24とリニア
ライザ25とによって実際の温度に対応した信号に変換
される。また、4つの風速信号は、増幅回路27と、実
際の温度に対応した信号を入力に持つ風温補正回路26
と、リニアライザ28とによって、実際の風速値に対応
した信号に変換する。
- Signals from each channel are sequentially output through two signal lines, and one wind temperature signal is converted by the amplifier circuit 24 and linearizer 25 into a signal corresponding to the actual temperature. In addition, the four wind speed signals are transmitted to an amplifier circuit 27 and a wind temperature correction circuit 26 whose input is a signal corresponding to the actual temperature.
and the linearizer 28 convert it into a signal corresponding to the actual wind speed value.

上記したようにして得られた2種類の信号を、再度、マ
ルチプレクサ29に入力して1種類の信号線に統合し、
この信号をA/D変換回路30によってデジタル信号に
変換し、次いで、R3232C変換回路31によってシ
リアル信号に変換して、RS 232 Cケーブルを介
してパーソナルコンピュータ32に入力する。
The two types of signals obtained as described above are inputted again to the multiplexer 29 and integrated into one type of signal line,
This signal is converted into a digital signal by the A/D conversion circuit 30, then converted into a serial signal by the R3232C conversion circuit 31, and inputted to the personal computer 32 via the RS 232C cable.

パーソナルコンピュータ32においては、4つの風速値
の大小関係から風向を算出し、風向、風速、風温の3種
類のデータを、表示部に対して数字またはグラフで表示
するようにしている。
In the personal computer 32, the wind direction is calculated from the magnitude relationship of the four wind speed values, and three types of data, wind direction, wind speed, and wind temperature, are displayed on the display unit in numbers or graphs.

したがって、本発明の多チャンネルサーミスタ式風向計
においては、ナーミスタと制御回路のみによって構成さ
れているので、耐久性があり、サーミスタの感度が高い
という利点から、微弱な流れの中でも測定を行うことが
出来、回路構成が簡単で、電磁ノイズ等の外部雑音の影
響を受けにくいという利点を有している。
Therefore, the multi-channel thermistor type wind vane of the present invention is made up of only a nermistor and a control circuit, so it is durable and the thermistor has high sensitivity, making it possible to measure even in weak flows. It has the advantage of being simple in circuit configuration and less susceptible to external noise such as electromagnetic noise.

また、ピラミッドセンサーに取付けた5つのサーミスタ
は全て同一規格のもので、非常に小さいものを使用する
ことが出来るので、ピラミッド状の保持部材の形状を小
さくすることが可能である。
Furthermore, all five thermistors attached to the pyramid sensor are of the same standard and can be very small, so it is possible to reduce the shape of the pyramid-shaped holding member.

さらに、本発明の装置においては、風温検出サーミスタ
をピラミッドの頂部に、4つの風速検出サーミスタをピ
ラミッドの各底辺の部分に配置しており、それ等のサー
ミスタが立体的に配置されているので、相互に熱の影響
を受けにくい構造のものとなっている。
Furthermore, in the device of the present invention, the wind temperature detection thermistor is placed at the top of the pyramid, and the four wind speed detection thermistors are placed at each base of the pyramid, and these thermistors are arranged three-dimensionally. , and have a structure that makes them less susceptible to heat influences.

したがって、本発明の多チャンネルサーミスタ式風向計
においては、風温および風速の測定精度が高く、また、
風速値を直接測定して、その大小関係から風向を求める
方式のため、別に風速測定用のサーミスタを設ける必要
がない。
Therefore, the multi-channel thermistor type wind vane of the present invention has high accuracy in measuring wind temperature and wind speed, and
Since the method directly measures the wind speed value and determines the wind direction from the magnitude relationship, there is no need to provide a separate thermistor for wind speed measurement.

また、本発明のピラミッドは、容易に平面的な指向性を
持たせることが出来、三次元センサーとしても応用する
ことが出来る。さらに、本発明の装置においては、スキ
ャナー回路にC−MOSスイッチを用いているので、機
械的な接点がないために、装置の寿命が長く、処理動作
の高速化が可能である。
Moreover, the pyramid of the present invention can easily be given planar directivity and can be applied as a three-dimensional sensor. Furthermore, since the device of the present invention uses a C-MOS switch in the scanner circuit, there is no mechanical contact, so the device has a long life and can speed up processing operations.

上記したような本発明の多チャンネルサーミスタ式風向
計において、ピラミッドセンサーとして第6図(a)〜
(e)に示されるような構成の装置を用いることが可能
である。
In the multi-channel thermistor type wind vane of the present invention as described above, as a pyramid sensor, FIGS.
It is possible to use an apparatus having the configuration shown in (e).

この第6図に示される実施例において、風速検出サーミ
スタが風の流れを乱したり、他の而に風を流すことを防
止するために、該風速検出サーミスタの取付は部分を凹
部に形成し、1つの風速検出サーミスタに当たった風が
、他の風速検出サーミスタに影響を与えることがないよ
うに構成しているものである。
In the embodiment shown in FIG. 6, in order to prevent the wind speed detecting thermistor from disturbing or otherwise causing the wind to flow, the mounting portion of the wind speed detecting thermistor is formed in a recessed portion. The structure is such that the wind hitting one wind speed detection thermistor does not affect other wind speed detection thermistors.

例えば、同図(a)に示される例においては、ピラミッ
ド状に保持部材10aを形成しているが、上記したよう
に、風速検出サーミスタ2を設ける部分は四部に設定さ
れている。
For example, in the example shown in FIG. 5A, the holding member 10a is formed in a pyramid shape, but as described above, the wind speed detection thermistor 2 is provided in four parts.

また、同図(b)に示される例においては、保持部材1
0bを四角のブロック形状に構成し、その上面の中央に
風温検出サーミスタ1を配置し、他の4つの側辺の部分
には凹部を介してそれぞれ4つの風速検出サーミスタ2
を配置する。
In addition, in the example shown in FIG.
0b is configured in the shape of a square block, and a wind temperature detection thermistor 1 is placed in the center of the top surface, and four wind speed detection thermistors 2 are placed in the other four side portions through recesses, respectively.
Place.

同図(C)に示される実施例においては、保持部材10
cを略三角形状のものとして構成し、上面の中央部に風
温検出サーミスタ1を配置し、池の3つの側辺の部分に
凹部を介して風速検出サーミスタ2を設けたものである
In the embodiment shown in FIG.
c is formed into a substantially triangular shape, with a wind temperature detection thermistor 1 disposed in the center of the upper surface, and wind speed detection thermistors 2 provided through recesses in the three side portions of the pond.

ざらに、同図(d)に示される例においては、棒状の保
持部材10dの所定の位置に、風温検出サーミスタ1と
、XY平面に対して風の流れの影響を受けない風速検出
サーミスタ2を各々1個だけ設けている。ぞして、風向
検出サーミスタ3を取付ける部分を、突出部材10eの
ように、風の流れの影響が特定され得るように特殊な形
状に形成した部材に対して設け、風速、風向と風温どを
同時に測定出来るようにすることが可能なものとしで構
成されている。
Roughly speaking, in the example shown in FIG. 3(d), a wind temperature detection thermistor 1 and a wind speed detection thermistor 2, which is not affected by the wind flow with respect to the XY plane, are installed at predetermined positions on the rod-shaped holding member 10d. Only one of each is provided. Therefore, the part to which the wind direction detection thermistor 3 is attached is provided on a member formed in a special shape, such as the protruding member 10e, so that the influence of wind flow can be identified, so that the wind speed, direction, and temperature can be determined. The system is constructed so that it is possible to measure both at the same time.

上記したような各実施例は、保持部材を構成した後で、
その保持部材の特定の部分にサーミスタを取付けた場合
の例であるが、本発明の装置にJ3いては、第7図に示
されるように、ピラミッド状の保持部材5をセラミック
によって一体に作成し、その所定の部分に電極を設ける
とともに、該電極の上にサーミスタの厚膜を印刷し、さ
らに焼結を行うことによって、ピラミッドセンサー10
を作成することも可能である。
In each of the embodiments described above, after constructing the holding member,
This is an example in which a thermistor is attached to a specific part of the holding member, but in the device J3 of the present invention, as shown in FIG. 7, the pyramid-shaped holding member 5 is integrally made of ceramic. , by providing an electrode at a predetermined portion thereof, printing a thick film of thermistor on the electrode, and further sintering, the pyramid sensor 10 is manufactured.
It is also possible to create

なお、本発明の多チャンネルサーミスタ式風向計におい
て、ピラミッドセン(ノーの数等の条件は、測定される
対象物によって決定されるものであり、比較的小さな機
械装置の内部での風向や風速等を測定する場合には、そ
の装置内部に配置されるピラミッドセンサーの数は少な
くても良いものである。
In addition, in the multi-channel thermistor type wind vane of the present invention, conditions such as the number of pyramid sensors are determined by the object to be measured, and the conditions such as the wind direction and wind speed inside a relatively small mechanical device are determined by the object to be measured. When measuring , the number of pyramid sensors placed inside the device may be small.

それに対して、比較的大きな装置での全体の風の流れ等
を測定する場合には、多くのピラミッドセンサーを用い
て、その装置内部での風向や風速等を厳密に測定するこ
と等の任意の状態での測定値を得ることが出来るものと
なる。
On the other hand, when measuring the overall wind flow etc. in a relatively large device, it is necessary to use many pyramid sensors to precisely measure the wind direction, wind speed, etc. inside the device. This makes it possible to obtain measured values in the current state.

また、本発明のセンサーは、特に、第6図に示されるよ
うな装置として構成した場合には、Z軸方向からの風の
流れをカット出来るように構成しているので、これらの
センサーを複数個軸線を変えて組合せて配置することに
よって、三次元風向センサーとして利用することが出来
るものとなる。
In addition, the sensor of the present invention is configured so that wind flow from the Z-axis direction can be cut, especially when configured as a device as shown in FIG. By changing the individual axes and arranging them in combination, it can be used as a three-dimensional wind direction sensor.

そして、本発明のセンサーは、その組合せ状態を適宜選
択することによって、機械装置内での風向や風速等を容
易に検知出来るものであるが、従来の1虱向計のように
、自然の風の流れ等の測定装置としても用いることが可
能なもので、ハンディな測定装置を構成することが出来
るものとなる。
The sensor of the present invention can easily detect the wind direction, wind speed, etc. in a mechanical device by appropriately selecting the combination state. It can also be used as a measuring device for measuring the flow of water, etc., making it possible to construct a handy measuring device.

(発明の効果) 本発明の多チャンネルサーミスタ式風向計は、上記した
ような構成を有するものであるから、ピラミッドセンサ
ーを非常に小型の装置として構成することが出来、測定
装置全体を小型に構成出来るとともに、測定精度を向上
させることが可能である。
(Effects of the Invention) Since the multi-channel thermistor type wind vane of the present invention has the above-described configuration, the pyramid sensor can be configured as a very small device, and the entire measuring device can be configured in a small size. It is possible to improve measurement accuracy.

また、本発明の多チャンネルサーミスタ式風向計は、ピ
ラミッドセンサーによって風の流れを乱したりすること
がないので、非常に狭い機械装置の内部での風向や風速
、風温等の測定を行うことが出来るもので、特に複写撮
等のような装置での冷却空気の流れ等の測定を行う場合
に大きな効果を発揮させることが出来るものとなる。
In addition, the multi-channel thermistor type wind vane of the present invention does not disturb the flow of wind due to the pyramid sensor, so it can be used to measure wind direction, wind speed, wind temperature, etc. inside very narrow mechanical devices. This can be particularly effective when measuring the flow of cooling air in equipment such as photocopying.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明のピラミッドセンサーの斜視図、第2図
は本発明のピラミッドセンサーによる測定値の状態を示
すグラフ、第3図は本発明の制御回路の構成を示すブロ
ック図、第4図は風向係数αの角度特性を示すグラフ、
第5図は第4図のグラフにおいて第1象限と第3象限で
、α−1/αとし、それぞれの象限で0〜90°での角
度変位に換算した風向係数αの角度特性を示すグラフ、
第6図(a)〜(d)はそれぞれ本発明のピラミッドセ
ンサーの他の形状を示す説明図、第7図はセラミックに
よって−・体にピラミッドセンサーを構成する例の斜視
図であり、第8図は従来例のセンサーの構成を示す説明
図である。 図中の符号 1・・・・・・風温検出サーミスタ、2・・・・・・風
速検出サーミスタ、5・・・・・・保持部材、10・・
・・・・ピラミッドセンサー、20・・・・・・風向計
、21・・・・・・検出回路、22・・・・・・スキャ
ナー回路、23・・・・・・コントロール回路、24・
・・・・・増幅回路、25・・・・・・リニアライザ、
26・・・・・・風温補正回路、27・・・・・・増幅
回路、28・・・・・・リニアライザ、29・・・・・
・マルチプレクサ、30・・・・・・A/D変換回路、
31・・・・・・R8232C変換回路、32・・・・
・・パーソナルコンピュータ。 第1図 第2図 第4図 第5図 4/
FIG. 1 is a perspective view of the pyramid sensor of the present invention, FIG. 2 is a graph showing the status of measured values by the pyramid sensor of the present invention, FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the control circuit of the present invention, and FIG. is a graph showing the angular characteristics of the wind direction coefficient α,
Figure 5 is a graph showing the angular characteristics of the wind direction coefficient α converted into angular displacement from 0 to 90° in the first and third quadrants of the graph in Figure 4, with α-1/α in each quadrant. ,
6(a) to 6(d) are explanatory diagrams showing other shapes of the pyramid sensor of the present invention, respectively. FIG. 7 is a perspective view of an example in which the pyramid sensor is constructed in a ceramic body; The figure is an explanatory diagram showing the configuration of a conventional sensor. Reference numerals in the figure 1... Wind temperature detection thermistor, 2... Wind speed detection thermistor, 5... Holding member, 10...
... Pyramid sensor, 20 ... Wind vane, 21 ... Detection circuit, 22 ... Scanner circuit, 23 ... Control circuit, 24.
...Amplification circuit, 25...Linearizer,
26...Air temperature correction circuit, 27...Amplification circuit, 28...Linearizer, 29...
・Multiplexer, 30...A/D conversion circuit,
31...R8232C conversion circuit, 32...
··Personal computer. Figure 1 Figure 2 Figure 4 Figure 5 Figure 4/

Claims (1)

【特許請求の範囲】 略ピラミッド状の保持部材に対して、その頂部に風温検
出サーミスタを、側部に複数個の風速検出サーミスタを
それぞれ配置して設け、 それぞれのセンサーにより検知された値を風向計の検出
回路に入力し、風温検出サーミスタの信号と、複数個の
風速検出サーミスタからの信号との処理を行い、風速信
号と風向信号との2つの信号を出力させるように構成し
、 前記ピラミッドセンサーを多数配置して、それぞれのピ
ラミッドセンサーによって得られる風速信号と風向信号
とを、風向計の制御装置に順次入力させるようにするこ
とによって、風向、風速、風温の3種類のデータを得て
、表示部に表示出来るように構成したことを特徴とする
多チャンネルサーミスタ式風向計。
[Claims] A substantially pyramid-shaped holding member is provided with a wind temperature detection thermistor on the top and a plurality of wind speed detection thermistors on the sides, and the values detected by each sensor are It is configured to be input to the detection circuit of the wind vane, process the signal of the wind temperature detection thermistor and the signal from the plurality of wind speed detection thermistors, and output two signals, a wind speed signal and a wind direction signal, By arranging a large number of pyramid sensors and sequentially inputting the wind speed signal and wind direction signal obtained by each pyramid sensor to the wind vane control device, three types of data: wind direction, wind speed, and wind temperature can be obtained. A multi-channel thermistor type wind vane characterized in that it is configured such that the obtained information can be displayed on a display section.
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